本发明专利技术提供了一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置及实验方法，属于短期松弛测试技术领域。该实验装置包括用于加载力的拉伸机及内部放置千分表、千分表卡具、管路连接球头试件、拉力工装的试件夹具，拉伸机配合两个千分表精确测量实验过程中位移和力的变化。本发明专利技术所述实验方法的加载方式为连续加载，对拉力工装进行加载的过程中，通过上千分表测出拉力工装与管路连接球头试件的总位移，通过下千分表测出管路连接球头试件的分位移，再通过计算得出管路连接件的应力—应变曲线，从曲线分析得出材料的极限接触应力。本发明专利技术结构简单、使用方便，实验数据处理方便、测量精度高，应用范围广。范围广。范围广。
【技术实现步骤摘要】
一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置及实验方法
[0001]本专利技术属于短期松弛测试
，涉及一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置及实验方法，用于测量管路在连接情况下管接头的极限接触应力。
技术介绍
[0002]飞机液压管路系统是飞机液压系统的重要组成部分，与高压力柱塞泵、阀或活门、作动器等联接，以实现飞机的起落架、襟翼和减速板的收放，副翼、升降舵和方向舵的助力操纵等不同操控任务。由于长距离管路铺设，以至于每条液压流体通路上都需要大量的管接头实现管路之间的连接，以致液压系统中管接头数量多、分布广。管接头作为管路连接的重要构件，对于任意一处管接头失效都会造成飞机液压系统重大事故，所以管接头连接精度和可靠性研究对于飞机液压系统至关重要。
[0003]本专利技术主要研究管接头的短期松弛效应。短期应力松弛是指受力体总变形(弹性变形和塑性变形总和)保持不变，而应力随时间缓慢降低的现象，在此过程中弹性变形不断向塑性变形转化。但是，短期松弛现象的产生，不应因其预紧力超过材料极限接触强度而发生明短期显松弛现象。由于管路连接件的内部接触面比较多，目前测量管路连接件中极限接触应力的实验方法还没有明确规定，也没有明确的测量手段及判定方式。对此，设计一种管路连接件的极限接触应力的实验装置和实验方法具有重要意义，也给提高管路连接件精度技术提供指导。
技术实现思路
[0004]本专利技术所针对的问题是管路连接件试件中材料的极限接触应力：在管接头各个接触面中，由于外界因素的变化或者初始加载造成预紧力超过材料屈服极限，材料发生塑性变形，在接触表面发生凹陷。如果力超过材料的极限接触强度，会发生明显的应力松弛现象，造成连接预紧力大幅度下降，连接强度不能满足既定要求，且管路连接件内部接触面较多，无法直接进行测试。针对上述问题，本专利技术提供一种测量管接头试件中被连接件极限接触应力的实验装置及实验方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置，包括试件夹具2、拉力工装3、千分表、千分表卡具和管路连接球头试件4。通过拉伸机对实验装置进行力的加载，配合利用两个千分表精确测量实验过程中位移的变化。
[0007]所述的试件夹具2为一个由上下表面和夹具侧壁10组成的中空圆柱形结构；其中，上表面顶部中心处设有夹具上夹头8，夹具上夹头8夹持在拉伸机上夹头上；下表面中心处开有夹具底孔11，夹具底孔11处设有一个高出下表面3mm的环形工装9；夹具侧壁10上设有前后贯通的两个开口。
[0008]所述的管路连接球头试件4放置在试件夹具2的环形工装9内，其导管部分从试件夹具2的夹具底孔11中穿过。
[0009]所述的拉力工装3包括焊接接管嘴工装12和拉力轴工装13；其中，焊接接管嘴工装12为模拟真实接管嘴，其下部是倒圆锥型口，内部为一个通孔；拉力轴工装13为一个法兰式光杆轴，光杆轴直径略小于焊接接管嘴工装通孔，拉力轴工装13的法兰面盖位于焊接接管嘴工装12上表面，其光杆轴依次穿过焊接接管嘴工装12的通孔及管路连接球头试件4的通孔后伸出夹具底孔11外100～200mm，并保持轴线重合；加载时，将拉伸机下夹头夹持拉力轴工装13的光杆轴。
[0010]所述千分表卡具共2个，分别为上千分表卡具1和下千分表卡具7；上、下千分表卡具的下方均设有磁力底座，二者通过磁力底座分别固定在试件夹具2的上、下外表面。所述千分表包括上千分表5和下千分表6，上、下千分表分别固定在上、下千分表卡具的夹头上。所述磁力底座可以通过开关控制磁力，从而调整下千分表卡具7夹头的位置使下千分表6探针垂直抵在管路连接球头试件4的扩口处，调整上千分表卡具1夹头的位置使上千分表5探针垂直抵在拉力工装3的拉力轴工装13上表面。
[0011]两个千分表通过数据线与计算机连接，实验过程中分别用于测量整体和管路连接球头试件的位移变化；其中，上千分表5采集整体所有接触面受压力情况下的压痕深度变化，下千分表6采集管路连接球头试件与环形工装接触面在受压力情况下的压痕深度变化。
[0012]一种采用上述实验装置测量管路连接件极限接触应力的实验方法，该实验方法的加载方式为连续加载，连续加载是对拉力轴工装13施加均匀持续增加的拉力，实验需要对得到实验曲线图进行处理；所述的实验方法具体包括以下步骤：
[0013]步骤1：组装实验装置
[0014]1.1)将管路连接球头试件4放入试件夹具2内，拉力工装3的拉力轴工装13依次穿过拉力工装3的焊接接管嘴工装12、管路连接球头试件4通孔从夹具底孔11中伸出100～200mm，并保证轴线重合；将上、下千分表卡具分别固定在试件夹具的上、下两个表面，将上、下两个千分表的上部分别固定在上、下千分表卡具的夹头上，通过调整两千分表卡具夹头的竖直位置分别使两千分表的探针垂直抵在拉力轴工装的上表面和管路连接球头试件的上表面；
[0015]1.2)调整拉伸机卡盘的上下夹头之间的距离，将夹具上夹头8固定在拉伸机上夹头上，将拉力轴工装13的光杆轴固定在拉伸机的下夹头上；
[0016]1.3)将拉伸机、千分表与计算机连接。
[0017]步骤2：实验装置使用前调试
[0018]2.1)通过拉伸机控制器微调拉伸机下横梁，拉伸机卡盘的下夹头与拉力轴工装13的光杆轴完成装卡，使拉力工装的焊接接管嘴工装12顶在管路连接球头试件4上；
[0019]2.2)通过调整两千分表卡具夹头的位置使两个千分表分别压紧拉力工装3和管路连接球头试件4，形成1mm～1.5mm示数，然后将两个千分表重置归零。
[0020]步骤3：进行连续加载实验
[0021]3.1)利用计算机控制拉伸机对拉力轴工装13进行匀速加载，实验过程中上、下千分表分别读取整体和管路连接球头试件的位移数据，计算机读取拉伸机所施加的压力数据；
[0022]3.2)更换拉力工装3、管路连接球头试件4重复以上步骤4～5次，记录实验结果。
[0023]步骤4：分析加载后产生的实验结果，分析管接头的力学性能，得到管接头连接情
况下的极限接触应力。管接头的极限接触应力是在实际装配和使用中它的最大承载力，超过极限接触应力就会导致明显短期松弛现象产生。
[0024]实验过程中，管路连接球头试件中有两个接触面，一是管路连接球头试件4的球头与焊接接管嘴工装12的接触面，二是管路连接球头试件4与环形工装9接触面。而上千分表5测量的是整体的总位移，需要进行换算：
[0025]L1＝L
总
‑
L2ꢀꢀ
(1)
[0026]式中，L1表示管路连接试件的球头与焊接接管嘴工装的接触面受力后的压痕变化；L
总
表示整体的位移变化；L2表示管路连接球头试件与环形工装接触面受力后的压痕变化。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028](1)实验准备阶段简单：该装置仅有试件夹具、拉力工装，其余均为采购件。试件夹具和拉力工装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置，其特征在于，所述的实验装置包括试件夹具(2)、拉力工装(3)、千分表、千分表卡具和管路连接球头试件(4)；所述的试件夹具(2)为一个由上下表面和夹具侧壁(10)组成的中空圆柱形结构；其中，上表面顶部中心处设有夹具上夹头(8)，用于夹持在拉伸机上夹头上；下表面中心处开有夹具底孔(11)，夹具底孔(11)处设有环形工装(9)；夹具侧壁(10)上设有前后贯通的两个开口；所述的管路连接球头试件(4)放置在试件夹具(2)的环形工装(9)内，其导管部分从试件夹具(2)的夹具底孔(11)中穿过；所述的拉力工装(3)包括焊接接管嘴工装(12)和拉力轴工装(13)；其中，焊接接管嘴工装(12)为模拟真实接管嘴，其下部是倒圆锥型口，内部为一个通孔；拉力轴工装(13)为一个法兰式光杆轴，其法兰面盖卡在焊接接管嘴工装(12)上表面，其光杆轴依次穿过焊接接管嘴工装(12)的通孔及管路连接球头试件(4)的通孔后伸出夹具底孔(11)外，并保持轴线重合；加载时，将拉伸机下夹头夹持拉力轴工装(13)的光杆轴；所述千分表卡具包括上千分表卡具(1)和下千分表卡具(7)；上、下千分表卡具的下方均设有磁力底座，二者通过磁力底座分别固定在试件夹具(2)的上、下外表面；所述千分表包括上千分表(5)和下千分表(6)，上、下千分表分别固定在上、下千分表卡具的夹头上；所述磁力底座通过开关控制磁力，从而调整下千分表卡具(7)夹头的位置使下千分表(6)探针垂直抵在管路连接球头试件(4)的扩口处，调整上千分表卡具(1)夹头的位置使上千分表(5)探针垂直抵在拉力轴工装(13)上表面；两千分表均与计算机连接，其中上千分表(5)采集整体所有接触面受压力情况下的压痕深度变化，下千分表(6)采集管路连接球头试件与环形工装接触面在受压力情况下的压痕深度变化。2.根据权利要求1所述的一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置，其特征在于，所述的环形工装(9)为模拟外套螺母，其高出试件夹具下表面的长度为3mm。3.根据权利要求1或2所述的一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置，其特征在于，所述拉力轴工装(13)的光杆轴伸出夹具底孔(11)外100～200mm。4.一种采用如权利要求1
‑
3任一所述的实验装置测量管路连接件极...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，姜宇航，谭龙飞，柴磊，孙伟，
申请(专利权)人：大连理工大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：
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